TI四相双向汽车12V/48V电源系统参考设计

2018-10-22 15:41:19

2739 电源转换器单片机

ti公司的TIDA-01168是四相双向汽车12V/48V电源系统参考设计，采用两个LM5170-Q1电流控制器和TMS320F28027F微控制器（MCU），12V输入电压范围6V-18V， 48V输入电压范围24V-54V，具有反极性，过流和过压以及超温保护，多相可升级选择，输出功率2kW，效率97%，主要用在12V/48V汽车电源分配，超级电容或电池备份电源转换器。本文介绍了LM5170-Q1主要特性，框图，60A双相48V/12V双向转换器应用电路以及参考设计DA-01168主要特性和系统指标，框图，电路图，材料清单和PCB设计图。
lm5170-q1控制器提供必要的高精度汽车48 V和12 vdual电池系统双channelbidireconal转换元件。它调节的高电压和低voltageports之间的平均电流由DIR输入指定的方向。目前的监管水平是programmedthrough模拟或数字PWM输入。
双通道差分电流检测放大器和专用通道电流监视器实现1% typicalcurrent精度。Robust 5-A half-bridge gatedrivers are capable of driving parallel MOSFETswitches delivering 500 W or more per channel. 二极管仿真模式的同步rectifiersprevents负电流也使不连续模式操作效率提高轻负载。多功能保护功能逐周期电流限制includecycle过压保护，高压低压端口，MOSFET故障检测超温保护。
一个创新的平均电流模式控制schememaintains恒定闭环增益允许一个单一的r-cnetwork补偿降压和boostconversion。振荡器可调500千赫可与外部时钟同步。multiphaseparallel操作是通过连接twolm5170-q1控制器3和四操作实现，或同步多个控制器相shiftedclocks更高数量的阶段。低状态的UVLO引脚禁用lm5170-q1在低
电流关断模式。
LM5170-Q1主要特性：

1?符合AEC-Q100汽车应用：
-设备温度等级1：40度至
+ 125度室温工作范围
–装置HBM的ESD等级分类2
–装置CDM ESD分类水平C4B
?100-V高压端口和端口的最大额定值65-v LV
?1%准确的双向电流调节
?1%准确的通道电流监测
?5峰半桥栅极驱动器
?可编程或自适应死区时间控制
?可编程振荡器的频率与optionalsynchronization外部时钟
?独立通道启用控制输入
?模拟和数字通道电流控制输入
?可编程逐周期峰值电流限制
?高压和低压端口过压保护
?二极管模拟防止负电流
?可编程软启动定时器
?MOSFET故障检测启动及断路器控制
多相操作阶段增加或下降
LM5170-Q1应用：

?汽车双电池系统
?超级帽或电池备用电源转换器
?堆叠降压或升压转换器

图1.LM5170-Q1功能框图

图2.LM5170-Q1简化应用电路图

图3.LM5170-Q1应用电路：60A双相48V/12V双向转换器

参考设计TIDA-01168

tida-01168参考设计是一个四阶段，双向DC-DC变换器的开发平台为12 V／48 V汽车系统。该系统采用两lm5170-q1电流控制器和一个tms320f28027f单片机（MCU）为功率级控制。lm5170-q1系统采用控制电流的平均电流反馈而C2000?单片机提供电压反馈。这种控制方案消除了多相变流器典型的相电流平衡。基于lm5170-q1系统允许高层次的集成，从而降低了印刷电路板（PCB）面积，简化了设计，并加快发展。